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TI全新SAR ADC系列,带来超高精度、超低功耗的体验

《名企发布会动态》
2021-06-18 17:29 来源:电源网原创 编辑:杨

关于数字控制环路如何实现实时控制,一直以来是业内热议的话题之一。在高速数字控制环路中,ADC在复杂系统中监控电压或电流的快速变化并对其作出响应,有助于防止电源管理系统中的关键元件受损而浪费成本。

随着工业系统中数据密集型任务数量的增加,系统需要通过快速决策来防止出现系统故障,这增加了对更快速度和更高精度的需求。如今,需要实时控制技术的应用众多,例如热像仪、电网基础设施、电能质量分析仪以及等离子切割机和源测量单元等。

数字控制环路如何实现实时控制

通俗来说,所有外界的物理量其实都是模拟的东西。以热成像为例,数字控制环路就是把外界的物理量,像光、热的一些讯号,通过LNA放大器,进到ADC做很精准且很快速的取样,然后到DSP来做一些数字的控制。比如当监测一个热源时,通过环路做检测和监控以及评估后发现过热,机器就会跳过步骤去关掉开关。这个就是回路,只有回路才能实现实时的监测。

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在这样的监测和反应的环境下,对于机器的要求是相当高的。除了精准的监测,及时地将监测情况反映到中央端是另一个关键要素,这是一个非常大的难题。而这一难题被近日德州仪器推出的一系列全新的逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换器 (ADC)完美攻克。在ADC3660 系列中,ADC3664的核心是可以做到高精度、安全性、高可靠度以及高效率的,具有这一系列最快速的125MSPS跟14位的分辨率,与其他同类器件比起来会有更低的延迟。

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在TI的新品发布会上, TI高速数据转换器产品线经理Matthew Hann介绍道:“目前设计高速ADC有两个架构,一个叫做SAR架构,另外一个是流水线架构,这两个架构都可以让你去实现模拟到数字的转换。但是在这样架构之下,我们的产品与同类产品相比有低将近80%的延迟,大概一个时钟,8ns的反应速度。所以在任何的一个场景都有快速、及时的反应。”

从上图我们可以了解到,ADC3664在各种工业系统中实现更快的响应时间,使得效率大大提升。同时,随着GaN在市场上的愈发流行,切换频率越来越快,因此可以降低功耗。

满足设计人员需求

ADC3660 系列在超低功耗下可实现出色的动态范围,包括八款分辨率为 14、16 和 18 位、采样速度为 10-125MSPS 的 SAR ADC。这样的配置在灵活度方面给予了工程师丰富的选择,他们可以根据目前所面临到的挑战与需要处理的问题来选择最适当的器件去应用在设计上。并且,设计结束后不用再重新改变本来的线路图,只需要更换不同性能的IC,相同或类似相同等级的器件就可以来解决当下要处理的问题。

所以简化设计、提高兼容性、缩短设计开发时间,都是ADC3660系列不容忽视的优势。

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如今,便携、微型化、低功耗同样是业内产品不断优化的方向。在两倍的通道密度下,ADC3683因可以实现比同类18位器件快4倍的采样率而脱颖而出。同时,它的噪声和功耗相对更低更是为它锦上添花。

低噪声可以帮助工程师监测十分微小的讯号,继而再去做处理和数字化。而低功耗也可以使它与便携式的应用上完美兼容。据Matthew介绍,上图中是雷达或者无线电的一个应用示例,如果产品使用的时常比较长,这个器件能帮助实现你的设计和产品。同时它能精准知道现在电压电流的状况从而进行监测跟反应,然后让后台的控制端去做适当的处理。

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此外,工程师如果要实现低功耗、高精准度、以及低噪声的场景,ADC3660则是其最好的帮手。该款产品的应用场景广泛。以声呐为例,声呐可以监测水底下面的一些物体或鱼群,它打出去的波再返回来的信号实际很小。而ADC3660可以检测到该类个信号,会使得产品相对更有优势、更具竞争力。“这是业界其他产品较难达到的一个水平。同时,因为它的功耗相对其他器件比较低,低于65%,这样的功耗可以帮助我们的产品在电池续航时间上更有优势。”Matthew介绍道。

让创新更便捷

前面我们提到过,ADC3660系列具有简化设计、提高兼容性、缩短设计开发时间等显著优势。而Matthew表示,除去这些产品性能的优势,该系列还具有很多特殊之处。譬如,工程师可以把想要处理的数据送到后端的 FPGA 处理器或者DSP,这样的好处是可以大大的降低后端的处理时间、降低频宽,可以让设计者在进行数据处理方面有更多灵活性,更容易去找到想要的结果跟目标。

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通过介绍,我们了解到ADC3660系列在性能上具有相当强的竞争力且应用场景广泛。会议最后,发言人补充介绍了此系列产品ADC分辨率可以做到32位,是目前业界最高的,同时他们还可以提供一些非常重要的技术资源,可供业界的工程师参考。

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